CN117639396A - 驱动单元 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种驱动单元，关于机电一体结构，能够高效地配置动力控制单元和噪声滤波器。驱动单元(5)具备收容马达、减速器及差动机构的壳体(20)、控制马达的PCU(30)、经由PCU(30)而与马达电连接的噪声滤波器(40)，PCU(30)与壳体(20)一体化，在该壳体(20)的内部，马达、减速器及差动机构配置在同一轴线上，PCU(30)与噪声滤波器(40)分体，噪声滤波器(40)在至少一部分配置于PCU(30)与马达之间的空间的状态下与壳体(20)一体化。

Description

驱动单元
技术领域
本发明涉及驱动单元。
背景技术
在专利文献1中，公开了如下结构(机电一体结构)：关于电动车辆的驱动单元，使控制马达的动力控制单元与收容减速器和差动机构的壳体一体化。在专利文献1中记载的结构中，形成了马达、减速器及差动机构配置在不同的轴线上的三轴结构的变速驱动桥。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2020-078971号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，除了三轴结构的变速驱动桥之外，还已知有马达、减速器及差动机构配置在同一轴线上的单轴结构的变速驱动桥。单轴结构的变速驱动桥与三轴结构的变速驱动桥相比，可以实现小型化。因此，对于具备单轴结构的变速驱动桥的驱动单元，可以考虑采用机电一体结构。
另外，动力控制单元需要满足有关电磁兼容性的标准(EMC：ElectromagneticCompatibility：电磁兼容性)，作为对EMC噪声的对策，形成将噪声滤波器和动力控制单元电连接的电路。因此，对于具备单轴结构的变速驱动桥的驱动单元，可以考虑设置噪声滤波器并使噪声滤波器与收容单轴结构的变速驱动桥的壳体一体化的结构。
但是，收容单轴结构的变速驱动桥的壳体的尺寸小于收容三轴结构的变速驱动桥的壳体的尺寸。其结果是，为了形成机电一体结构，不仅难以确保用于将动力控制单元设置于壳体的空间，而且还需要确保用于设置噪声滤波器的空间。
本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种对于机电一体结构能够高效地配置动力控制单元和噪声滤波器的驱动单元。
用于解决课题的技术方案
本发明是一种驱动单元，具备：变速驱动桥壳体，收容马达、减速器及差动机构；动力控制单元，控制所述马达；及噪声滤波器，经由所述动力控制单元而与所述马达电连接，所述动力控制单元与所述变速驱动桥壳体一体化，在该变速驱动桥壳体的内部，所述马达、所述减速器及所述差动机构配置在同一轴线上，所述驱动单元的特征在于，所述动力控制单元与所述噪声滤波器分体，所述噪声滤波器在至少一部分配置于所述动力控制单元与所述马达之间的空间的状态下与所述变速驱动桥壳体一体化。
根据该结构，对于机电一体结构，能够高效地配置动力控制单元和噪声滤波器。
另外，也可以是，所述驱动单元具有将所述马达和所述动力控制单元电连接的连接部，所述噪声滤波器的至少一部分配置于所述连接部与所述减速器之间的空间。
根据该结构，能够空间效率良好地配置噪声滤波器。
另外，也可以是，所述变速驱动桥壳体具有：马达壳体，***述马达；及齿轮箱，***述减速器及所述差动机构，***述动力控制单元的PCU壳体安装于所述马达壳体，所述噪声滤波器在配置于所述PCU壳体的背面与所述马达壳体之间的空间的状态下安装于所述马达壳体。
根据该结构，能够空间效率良好地配置噪声滤波器。
发明效果
在本发明中，对于机电一体结构，能够高效地配置动力控制单元和噪声滤波器。
附图说明
图1是示意性表示实施方式中的车辆的图。
图2是表示驱动单元所包含的电路的图。
图3是示意性表示形成于机电一体结构的驱动单元的图。
图4是用于说明用于设置PCU和噪声滤波器的空间的图。
图5是表示用于说明PCU和噪声滤波器的配置的图。
图6是示意性表示变形例中的驱动单元的图。
图7是用于说明变形例的PCU和噪声滤波器的配置的图。
图8是用于说明变形例中的噪声滤波器的配置的图。
图9是用于说明其他变形例中的噪声滤波器的配置的图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式中的驱动单元具体地进行说明。此外，本发明不限于以下说明的实施方式。
图1是示意性表示实施方式中的车辆的图。车辆1是作为动力源而搭载有马达2的电动车辆，具备行驶用的马达2和将马达2的动力传递给车轮3的动力传递装置4。该车辆1搭载的驱动单元5构成为包括马达2、动力传递装置4及壳体20。
马达2是作为电动机及发电机发挥功能的电动发电机。马达2由从蓄电池供给的电力驱动。马达2能够接受从车轮3输入的转矩而发电。马达2具备转子2a、定子2b及转子轴2c。
转子2a与转子轴2c一体旋转。定子2b在定子芯上卷绕有线圈，在配置于转子2a的外周侧的状态下固定于壳体20。转子轴2c是马达2的旋转轴。转子轴2c以沿着车辆1的车宽方向延伸的方式配置，经由轴承以旋转自如的方式支承于壳体20。马达2的轴向是与车辆1的车宽方向相同的方向。
动力传递装置4形成马达2与车轮3之间的动力传递路径。动力传递装置4具备减速器6和差动机构7。动力传递装置4具备马达2、减速器6及差动机构7配置在同一轴线上的单轴结构的变速驱动桥。
减速器6在将从马达2输入的动力向差动机构7传递时，对从马达2输入的旋转进行减速而输出到差动机构7。该减速器6由行星齿轮机构构成。减速器6具有太阳轮8、相对于太阳轮8配置在同心圆上的齿圈9、将与太阳轮8和齿圈9啮合的小齿轮10以可自转且可公转的方式保持的行星架11。小齿轮10是具有大径部10a和小径部10b的阶梯式小齿轮。
在太阳轮8上连结有转子2a。太阳轮8的旋转轴与马达2的转子轴2c花键嵌合，因此太阳轮8与转子轴2c一体旋转。在小齿轮10上，大径部10a与太阳轮8啮合，小径部10b与齿圈9啮合。齿圈9固定于壳体20。在行星架11上，经由差动机构7连结有车轮3。行星架11与差动机构7的差速器壳体12一体旋转。太阳轮8为输入要素，齿圈9为反力要素，行星架11为输出要素。
差动机构7是容许左右一对车轴13的差速旋转的差动装置。差动机构7具备作为旋转部件的差速器壳体12。差速器壳体12与减速器6的行星架11一体旋转。差动机构7容许左右一对车轴13的转速差，并且将从马达2经由减速器6传递的动力传递给车轮3。
壳体20是收容马达2、减速器6及差动机构7的变速驱动桥壳体。在壳体20的内部，马达2、减速器6及差动机构7配置在同一轴线上。壳体20收容单轴结构的变速驱动桥。壳体20具备第一壳体部件21、第二壳体部件22及罩部件23。
第一壳体部件21是作为马达壳体发挥功能的部件，具有轴向两侧开口的形状。第二壳体部件22是作为齿轮箱发挥功能的部件，安装于第一壳体部件21的轴向一端。罩部件23是作为马达壳体的一部分发挥功能的部件，安装于第一壳体部件21的轴向另一端。第一壳体部件21和第二壳体部件22通过螺栓紧固而一体化。第一壳体部件21和罩部件23通过螺栓紧固而一体化。
在壳体20中，在马达2的轴向上从另一侧向一侧依次配置罩部件23、第一壳体部件21及第二壳体部件22，形成作为用于收容马达2的空间的马达室24和作为用于收容减速器6及差动机构7的空间的齿轮室25。
马达室24由罩部件23和第一壳体部件21形成。齿轮室25由第一壳体部件21和第二壳体部件22形成。第一壳体部件21在内部具备隔壁部26。隔壁部26是将马达室24和齿轮室25隔开的壁部。
图2是表示驱动单元所包含的电路的图。驱动单元5具备动力控制单元(以下，称为PCU)30和噪声滤波器40。
PCU30控制马达2。PCU30具备驱动马达2的逆变器31。逆变器31是将从蓄电池供给的直流电力转换为交流电力而供给到马达2的电力转换装置。逆变器31具备多个开关元件，在电子控制装置的控制下，进行开关动作。
噪声滤波器40与PCU30电连接。噪声滤波器40设置于蓄电池与PCU30之间的电路，是用于在将来自蓄电池的电力供给到逆变器31时降低噪声的滤波器。噪声滤波器40例如是降低EMC噪声的滤波器。在电路中，在正极线与负极线上设置有噪声滤波器40。在该电路中，在噪声滤波器40与逆变器31之间设置有平滑电容器32。平滑电容器32使从噪声滤波器40输出的电力平滑化并供给到逆变器31。
在此，参照图3～图5，对于构成为机电一体结构的驱动单元5，对PCU30和噪声滤波器40的配置进行说明。
驱动单元5具有PCU30与壳体20一体化的结构(机电一体结构)。在机电一体结构的驱动单元5中，除了PCU30之外，噪声滤波器40也与壳体20一体化。
另外，由于驱动单元5具备单轴结构的变速驱动桥，因此如图4所示，在与马达2的轴向正交的平面上，壳体20的水平方向的尺寸比收容三轴结构的变速驱动桥的壳体的尺寸小。因此，虽然能够实现小型化，但难以确保用于设置PCU30和噪声滤波器40的空间。因此，在驱动单元5中，空间效率良好地配置PCU30和噪声滤波器40。
作为比较，在将PCU30和噪声滤波器40安装于收容三轴结构的变速驱动桥的壳体上的情况下，由于差动机构配置在与马达不同的轴上且与马达的轴向位置不同的位置，因此在与马达的轴向正交的平面上，利用差动机构的轴上的空间，容易在马达的附近确保PCU30和噪声滤波器40的设置空间。与此相对，收容单轴结构的变速驱动桥的壳体20与三轴结构的情况相比，尺寸是小型的，因此若在与三轴结构相同的位置配置PCU30和噪声滤波器40，则驱动单元5的整体形状变形。因此，在驱动单元5中，构成为抑制整体形状的不平衡的同时提高空间效率。
具体而言，PCU30和噪声滤波器40安装于壳体20中的第一壳体部件21。PCU30与噪声滤波器40分体。噪声滤波器40需要连接到正极线和负极线，因此需要配置在靠近PCU30的位置。噪声滤波器40配置在PCU30的背面侧，且配置于在马达2与PCU30之间形成的空间。噪声滤波器40配置于被马达2和PCU30夹着的空间。
PCU30在收容于PCU壳体的内部的状态下安装在第一壳体部件21的上部。即，PCU壳体安装于第一壳体部件21。在壳体20的上部，安装有罩部件27。由壳体20和罩部件27形成的空间是用于设置PCU30和噪声滤波器40的空间。噪声滤波器40在配置于被PCU壳体的背面和第一壳体部件21夹着的空间的状态下与第一壳体部件21一体化。
在壳体20的内部，在马达室24的上方侧的空间配置油管。该油管配置在定子2b的正上方，向定子2b的上部供给用于冷却马达2的油。即，用于收容PCU30的空间由于该油管而受到制约，因此形成在从马达2的正上方沿水平方向偏移的位置。而且，在壳体20的内部，在齿轮室25的上方侧的空间配置收集罐。收集罐储存齿轮室25内的油，对通过减速器6和差动机构7的旋转而被刮起的油进行收集。储存在该收集罐中的油被供给到油管。
因此，作为马达2的径向上的配置，在马达2与PCU30之间的空间配置有噪声滤波器40。作为马达2的轴向上的配置，PCU30配置在与马达2的一部分和减速器6的一部分重叠的位置，噪声滤波器40配置在与马达2重叠的位置。
另外，噪声滤波器40配置于被将马达2和PCU30电连接的连接部与减速器6夹着的空间。该连接部是将马达2和逆变器31电连接的部件，构成为包括由各相的汇流条构成的三相连接部。例如该三相连接部由设置有将马达2的U相线圈、V相线圈及W相线圈与逆变器31电连接的三相的汇流条的连接台构成。
PCU30的纵横比难以自由变更，与噪声滤波器40相比，形状的自由度低。因此，能够设置PCU30的部位容易被限制在能够获得大的平面积的场所。而且，在壳体20中，形成马达室24的第一壳体部件21是最能够获得面积的部件，因此PCU30安装于第一壳体部件21。
噪声滤波器40与PCU30相比，形状的自由度高。因此，马达2与PCU30的连接部和齿轮室25分别位于位置噪声滤波器40的收容部的两侧，即使是设置空间容易受到形状的制约的场所、即壳体20中难以取轴向长度的场所，也能够确保用于设置噪声滤波器40的空间。
如上所述，在具有机电一体结构的驱动单元5中，通过在马达2与PCU30之间的空间设置噪声滤波器40，能够提高空间效率。由此，在驱动单元5中，能够兼顾单轴结构的变速驱动桥实现的省空间化和机电一体结构中的噪声滤波器40的搭载空间的确保。另外，由于噪声滤波器40与PCU30分体，因此即使噪声滤波器40大型化，也能够搭载噪声滤波器40。
另外，通过将PCU30和噪声滤波器40安装于第一壳体部件21，在第二壳体部件22内的齿轮室25中，能够扩大收集罐的容量。
此外，PCU30也可以整体不安装于第一壳体部件21。同样，噪声滤波器40也可以整体不安装于第一壳体部件21。PCU30和噪声滤波器40只要至少一部分安装于第一壳体部件21即可，剩余的部分也可以安装于第二壳体部件22、罩部件23。
另外，也可以不必设置罩部件27。即，不限于在由罩部件27形成的密闭空间的内部收容有PCU30和噪声滤波器40的结构。
另外，噪声滤波器40也可以不使整体配置于PCU30与马达2之间的空间。即，噪声滤波器40只要在至少一部分配置于PCU30与马达2之间的空间的状态下安装于壳体20即可。
另外，噪声滤波器40也可以不使整体配置于被将马达2和PCU30电连接的连接部和减速器6夹着的空间，即，噪声滤波器40只要至少一部分配置于将马达2和PCU30电连接的连接部与减速器6之间的空间即可。
另外，PCU30和噪声滤波器40的设置场所不限于壳体20的上部，也可以配置于壳体20的前部、后部、下部等。将该变形例的一例在图6～图9中示出。
在变形例的驱动单元5中，如图6～图8所示，在壳体20的前部安装有PCU30。噪声滤波器40在车辆1的前后方向上配置于PCU30与马达2之间的空间，在车辆1的上下方向上，配置于比马达2的旋转中心位置靠下侧处。
在其他变形例的驱动单元5中，如图9所示，噪声滤波器40也可以在车辆1的上下方向上配置在比马达2的旋转中心位置靠上侧处。
附图标记说明
1 车辆
2 马达
3 车轮
4 动力传递装置
5 驱动单元
6 减速器
7 差动机构
8 太阳轮
9 齿圈
10 小齿轮
10a 大径部
10b 小径部
11 行星架
12 差速器壳体
13 车轴
20 壳体(变速驱动桥壳体)
21 第一壳体部件
22 第二壳体部件
23 罩部件
24 马达室
25 齿轮室
26 隔壁部
27 罩部件
30 动力控制单元(PCU)
31 逆变器
32 平滑电容器
40 噪声滤波器

Claims (3)

1.一种驱动单元，具备：
变速驱动桥壳体，收容马达、减速器及差动机构；
动力控制单元，控制所述马达；及
噪声滤波器，经由所述动力控制单元而与所述马达电连接，
所述动力控制单元与所述变速驱动桥壳体一体化，在该变速驱动桥壳体的内部，所述马达、所述减速器及所述差动机构配置在同一轴线上，所述驱动单元的特征在于，
所述动力控制单元与所述噪声滤波器分体，
所述噪声滤波器在至少一部分配置于所述动力控制单元与所述马达之间的空间的状态下与所述变速驱动桥壳体一体化。
2.根据权利要求1所述的驱动单元，其特征在于，
所述驱动单元具有将所述马达和所述动力控制单元电连接的连接部，
所述噪声滤波器的至少一部分配置于所述连接部与所述减速器之间的空间。
3.根据权利要求1或2所述的驱动单元，其特征在于，
所述变速驱动桥壳体具有：
马达壳体，***述马达；及
齿轮箱，***述减速器及所述差动机构，
***述动力控制单元的PCU壳体安装于所述马达壳体，
所述噪声滤波器在配置于所述PCU壳体的背面与所述马达壳体之间的空间的状态下安装于所述马达壳体。
CN202310937631.5A 2022-08-31 2023-07-27 驱动单元 Pending CN117639396A (zh)

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